DE102004035576A1 - Stabilization device and method for driving stabilization of a vehicle based on a roll value - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Stabilisierungsvorrichtung und ein Verfahren zur Fahrstabilisierung eines Fahrzeugs (10). Die Stabilisierungsvorrichtung hat Erfassungsmittel (65) zum Erfassen mindestens eines Wankwerts (53) des Fahrzeugs (10) und Auswertemittel (66) zur Auswertung des mindestens einen Wankwerts (53) in Abhängigkeit von einem Beladungszustand des Fahrzeugs (10). Es ist vorgesehen, dass die Auswertemittel (66) zur Ermittlung eines den Beladungszustand des Fahrzeugs (10) charakterisierenden charakteristischen Maßes (67) anhand des mindestens einen Wankwerts (53) ausgestaltet sind, dass die Stabilisierungsvorrichtung Auswahlmittel (69) zur Auswahl und/oder Skalierung eines Regelungs-Parametersatzes (70-72) in Abhängigkeit des charakteristischen Maßes (67) aufweist und dass die Auswahlmittel (69) zur Übermittlung des ausgewählten und/oder skalierten Parametersatzes (70-72) an eine Fahrstabilisierungsregelungseinrichtung (59) des Fahrzeugs (10) ausgestaltet sind, wobei die Fahrstabilisierungsregelungseinrichtung (59) das Fahrzeug (10) in Abhängigkeit des ausgewählten und/oder skalierten Parametersatzes (70-72) stabilisiert.The invention relates to a stabilization device and a method for driving stabilization of a vehicle (10). The stabilization device has detection means (65) for detecting at least one roll value (53) of the vehicle (10) and evaluation means (66) for evaluating the at least one roll value (53) as a function of a load state of the vehicle (10). It is provided that the evaluation means (66) are designed to determine a characteristic measure (67) characterizing the load state of the vehicle (10) on the basis of the at least one roll value (53), that the stabilization device comprises selection means (69) for selection and / or scaling a control parameter set (70-72) in dependence on the characteristic measure (67) and that the selection means (69) for transmitting the selected and / or scaled parameter set (70-72) to a driving stabilization control device (59) of the vehicle (10) wherein the driving stabilization control device (59) stabilizes the vehicle (10) as a function of the selected and / or scaled parameter set (70-72).
Description
Die Erfindung betrifft eine Stabilisierungsvorrichtung zur Fahrstabilisierung eines Fahrzeugs, mit Erfassungsmitteln zum Erfassen mindestens eines Wankwerts des Fahrzeugs, und mit Auswertemitteln zur Auswertung des mindestens einen Wankwerts in Abhängigkeit von einem Beladungszustand des Fahrzeugs sowie ein entsprechendes Verfahren.The The invention relates to a stabilization device for driving stabilization a vehicle, with detection means for detecting at least one Rolling value of the vehicle, and with evaluation means for evaluation of the at least one roll value as a function of a loading state of the vehicle and a corresponding procedure.
Eine
derartige Vorrichtung bzw. ein solches Verfahren ist beispielsweise
aus der europäischen
Patentschrift
Ein Problem beim Stand der Technik ist, dass erst in kritischen Situationen eingegriffen wird. Erstrebenswert ist es jedoch, dass derartige kritische Situationen bereits im Vorfeld erkannt und möglichst vermieden werden. Möglicherweise ist es nämlich in kritischen Situationen bereits zu spät, das Fahrzeug durch fahrdynamische Eingriffe wieder zu stabilisieren.One Problem with the state of the art is that only in critical situations is intervened. However, it is desirable that such critical situations already identified in advance and if possible be avoided. possibly it is in critical situations already too late, the vehicle by dynamic driving Stabilize interventions again.
Andererseits ist es problematisch, ein Fahrzeug fahrdynamisch sicher zu auszugestalten und trotzdem eine große Dynamik zu erhalten, die von den Fahrern gewünscht ist. Macht man das Fahrzeug unabhängig vom jeweiligen Beladungszustand sicher, greift eine Fahrdynamikregelung möglicherweise viel zu früh ein, sodass die Fahrdynamik des Fahrzeugs leidet. Sind die Sicherheitsreserven einer Fahrdynamikregelung jedoch zu großzügig eingestellt, kann es zu kritischen Situationen kommen, die zu vermeiden sind.on the other hand It is problematic to design a vehicle driving dynamics safely and still a big one To obtain dynamics desired by the drivers. Do you make the vehicle independent of each load state safely engages a vehicle dynamics control possibly way too early so that the driving dynamics of the vehicle suffers. Are the safety reserves However, a vehicle dynamics control set too generous, it can critical situations that need to be avoided.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und Vorrichtungen bereitzustellen, die eine möglichst große Fahrdynamik bei Fahrzeugen, insbesondere bei Nutzfahrzeugen, ermöglichen und dennoch dafür sorgen, dass kritische Fahrsituationen nicht eintreten.It is therefore the object of the present invention, a method and to provide devices which maximize the driving dynamics of vehicles, especially for commercial vehicles, while still ensuring that that critical driving situations do not occur.
Diese Aufgabe wird durch eine Stabilisierungsvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei der vorgesehen ist, dass die Auswertemittel zur Ermittlung eines den Beladungszustand des Fahrzeugs charakterisierenden charakteristischen Maßes anhand des mindestens einen Wankwerts ausgestaltet sind, dass sie Auswahlmittel zur Auswahl und/oder Skalierung eines Regelungs-Parametersatzes in Abhängigkeit des charakteristischen Maßes aufweist, und dass die Auswahlmittel zur Übermittlung des ausgewählten und/oder skalierten Parametersatzes an eine Fahrstabilisierungsregelungseinrichtung des Fahrzeugs ausgestaltet sind, wobei die Fahrstabilisierungsregelungseinrichtung das Fahrzeug in Abhängigkeit des ausgewählten und/oder skalierten Parametersatzes stabilisiert. Ferner sind ein erfindungsgemäßes Verfahren sowie ein Fahrzeug mit einer erfin dungsgemäßen Stabilisierungsvorrichtung zur Lösung der Aufgabe vorgesehen.These Task is achieved by a stabilizing device of the beginning solved kind, in which it is provided that the evaluation means for determining a characterizing the loading condition of the vehicle measure are configured on the basis of the at least one Wankwerts that they are selection means for selecting and / or scaling a control parameter set dependent on of the characteristic measure and that the selection means for transmitting the selected and / or scaled parameter set to a driving stabilization control device the vehicle are configured, wherein the driving stabilization control device the vehicle depending of the selected and / or scaled parameter set stabilized. Furthermore, a inventive method and a vehicle with a inventions to the invention stabilization device to the solution the task provided.
Bei dem Wankwert handelt es sich zweckmäßigerweise um einen Wankwinkelwert und/oder um einen Wankratenwert, das heißt um die Änderung des Wankwinkels in Abhängigkeit von der Zeit.at The roll value is expediently a roll angle value and / or a roll rate value, that is to say the change in the roll angle in dependence from the time.
Die
z.B. in der
Zur Ermittlung dieser Wankrate bzw. des Wankwinkels wird vorgeschlagen, zweckmäßigerweise einen Gierratensensor so einzubauen, dass er eine Drehwinkeländerung, das heißt eine Wankwinkeländerung, in Richtung der Fahrzeuglängsachse (X-Achse) erfassen kann. Ein Gierratensensor wird üblicherweise so eingebaut, dass er eine Drehbewegung um die Fahrzeughochachse (Z-Achse) erfasst.to Determination of this roll rate or roll angle is proposed expediently install a yaw rate sensor so that it can change the angle of rotation, this means a roll angle change, in the direction of the vehicle's longitudinal axis (X-axis) can capture. A yaw rate sensor usually becomes built so that it rotates around the vehicle's vertical axis (Z-axis) detected.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug ist vorzugsweise ein Lastkraftwagen, Lieferwagen oder ein sonstiges Nutzfahrzeug. Bei diesen Fahrzeugen ist der Unterschied zwischen dem Leerzustand und einem Beladungszustand besonders groß, weil die Zuladung des Fahrzeugs im Vergleich zu deren Leergewicht groß ist. Prinzipiell ist aber auch eine Anwendung beispielsweise bei Personenkraftwagen, insbesondere bei Geländewagen oder sonstigen Fahrzeugen mit einem hohen Schwerpunkt, denkbar. Beladungsabhängig ändert sich nämlich sowohl die Masse als auch üblicherweise die Schwerpunktlage des Fahrzeugs, was auf die Fahrdynamik des jeweiligen Fahrzeugs einen erheblichen Einfluss haben kann.The vehicle according to the invention is preferably a truck, delivery truck or other commercial vehicle. In these vehicles, the difference between the empty state and a load state is particularly large, because the payload of the vehicle compared to their curb weight is large. In principle, however, an application for example in passenger cars, especially in SUVs or other vehicles with a high center of gravity, conceivable. Depending on load changes both the mass and usually the center of gravity of the vehicle, which is the Fahrdy ness of the respective vehicle can have a significant influence.
Die notwendigen Regelungsparameter werden von der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. vom erfindungsgemäßen Verfahren mit oder ohne Zeitverzug ermittelt und als ausgewählte bzw. möglicherweise auch skalierte Parameter an eine Fahrstabilisierungsregelungseinrichtung des Fahrzeugs übermittelt, sodass die Fahrstabilisierungsregelungseinrichtung das Fahrzeug in Abhängigkeit des beladungsabhängigen Parametersatzes stabilisieren kann. Ein Zeitverzug tritt bei einem sogenannten indirekt messenden Verfahren auf, wenn der Beladungszustand beispielsweise im Rahmen einer oder mehrerer abwechselnder Fahrzustände ermittelt wird. Bei einem direkt messenden Verfahren wird das charakteristische Maß unmittelbar aus Messwerten einer Fahrsituation ermittelt, beispielsweise aus einem Wankwinkelwert während einer Kurvenfahrt.The necessary control parameters are from the device according to the invention or the method according to the invention determined with or without time delay and as selected or possibly too scaled parameters to a driving stabilization control device transmitted by the vehicle, so that the driving stabilization control device the vehicle dependent on of the load-dependent Can stabilize the parameter set. A time delay occurs at one so-called indirect measuring method when the loading state determined, for example, in the context of one or more alternating driving conditions becomes. In a direct measuring method, the characteristic Measure immediately determined from measured values of a driving situation, for example a roll angle value during a cornering.
Wenn das Fahrzeug nicht beladen ist, wird ein Regelungsparametersatz ausgewählt, der eine verhältnismäßig große Fahrdynamik des Fahrzeugs erlaubt. Ist das Fahrzeug hingegen schwer beladen und/oder ist der Schwerpunkt des Fahrzeugs hoch, wird ein Parametersatz ausgewählt, beziehungsweise werden die Parameter so skaliert, dass die Fahrstabilisierungsregelungseinrichtung beispielsweise bei Kurvenfahrten früher und/oder stärker eingreift, um das Fahrzeug stabil in der gewählten Fahrspur zu halten.If the vehicle is not loaded becomes a control parameter set selected, the a relatively large driving dynamics of the vehicle allowed. Is the vehicle, however, heavily loaded and / or the vehicle's center of gravity is high, becomes a parameter set selected, or the parameters are scaled so that the driving stabilization control device for example, when cornering earlier and / or more intervene, to keep the vehicle stable in the selected lane.
Die Fahrstabilisierungsregelungseinrichtung, die zweckmäßigerweise einen Bestandteil der erfindungsgemäßen Stabilisierungsvorrichtung bildet, kann z.B. eines oder mehrere der folgenden Systeme umfassen:
- – ein Antiblockiersystem
- – eine Antriebsschlupfregelung
- – einen Fahrzustandsregler
- – einen Kippverhinderungsregler
- – einen Querbeschleunigungsbegrenzer
- – ein elektrisches oder elektrohydraulisches Bremssystem (Sensotronic Brake Control = SBC)
- – eine aktive Federung (Active Body Control = ABC)
- – eine aktive Wankstabilisierung (Active Roll Control = ARC)
- – ein elektrisches Lenksystem (Steer-by-Wire = SBW).
- - an anti-lock system
- - A traction control system
- - a driving state controller
- - a tilt prevention controller
- - a lateral acceleration limiter
- - an electric or electrohydraulic brake system (Sensotronic Brake Control = SBC)
- - an active suspension (Active Body Control = ABC)
- - active roll control (ARC)
- - An electric steering system (steer-by-wire = SBW).
Die erfindungsgemäße Stabilisierungsvorrichtung kann in Hardware und/oder Software realisiert sein.The Stabilizing device according to the invention can be implemented in hardware and / or software.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:following becomes an embodiment the invention explained in more detail with reference to the drawing. Showing:
Das
in den Figuren dargestellte erfindungsgemäße Fahrzeug
Das
Fahrzeug
Die
Bremsen
Die
Drehzahlsensoren
Ferner
kann die Stabilisierungsvorrichtung
An
einem Lenkrad
Die
Stabilisierungsvorrichtung
Die
Stabilisierungsvorrichtung
Ferner
wertet die Stabilisierungsvorrichtung
Weiterhin
wertet die Stabilisierungsvorrichtung
Bei
einer Kurvenfahrt, die in
Die
Stabilisierungsvorrichtung
Das
Fahrstabilisierungs-Regelungs-Modul
Das
Wankwinkelmodul
Die
Erfassungsmittel
Die
Auswertemittel
Die
Interpretationsmittel
Die
Auswahlmittel
Die
zweckmäßigerweise
vorhandenen Überwachungsmittel
Es
versteht sich, dass die vorgenannten Mittel
Die
Auswertemittel
Der
Fahrzeugquerneigungswinkel αfzg setzt sich aus dem Fahrbahnquerneigungswinkel αfbn und
dem Fahrzeugwankwinkel φfzg zusammen.
Auf
ebener Fahrbahn mit αfbn = 0 ergibt sich:
Der
Fahrzeugquerneigungswinkel αfzg wird nach folgender Vorschrift berechnet: wobei ψ .x,mess ein aus dem Wankratensignal
Idealerweise
ist der Wankratenmesswert ψ .x,mess bei Geradeausfahrt
bzw. stationärer
Kurvenfahrt und nicht geneigter Fahrbahn = 0, da sich das Fahrzeug
nicht weiter neigt bzw. die Neigung des Fahrzeugs sich nicht mehr ändert. Häufig stellt
man fest, dass die eingesetzten Sensoren einen Offset haben, das
heißt,
dass sie in der oben beschriebenen Situation stationärer Kurven-
oder Geradeausfahrt einen Wankratenmesswert ψ .x,mess ≠ 0 aufweisen.
Eine solche Situation ist beispielhaft in
Wenn
beispielsweise aus der Kurve wieder ausgelenkt wird, würde der
Wankratensummenwert gemäß Gleichung
(3a) wieder verkleinert werden, was für die Ermittlung des charakteristischen
Maßes
zur Charakterisierung des Beladungszustands des Fahrzeugs
Es
ist daher eine vorteilhafte Funktion der Stabilisierungsvorrichtung
Ein
stationärer
Zustand "Geradeausfahrt" liegt beispielsweise
dann vor, wenn eine oder mehrere der folgenden Bedingungen (6) bis
(11) vorhanden sind, die das Wankwinkelmodul
Das
Wankwinkelmodul prüft
beispielsweise die Bedingung Geradeausfahrt anhand eines minimalen und/oder
maximalen Gierratenwerts
Es versteht sich, dass auch nur eine der oben genannten Bedingungen prinzipiell genügt, um den Zustand Geradeausfahrt bzw. Kurvenfahrt zu ermitteln. Insbesondere sind beispielsweise die Gleichungen (6) und (7) sowie (8) und (9) alternativ prüfbar, wobei es allerdings bevorzugt ist, dass mehrere Bedingungen geprüft werden, um den Zustand Geradeausfahrt möglichst zuverlässig zu ermitteln.It It is understood that only one of the above conditions basically enough to determine the state of straight travel or cornering. Especially For example, equations (6) and (7) and (8) and (9) are alternatively testable, however, it is preferable that several conditions are checked, to the state straight ahead possible reliable to investigate.
Ab dem Zeitpunkt t1, der Einleitung der Kurvenfahrt, werden die Wankratenmesswerte aufsummiert und die Zählvariable n inkrementiert.From the time t 1 , the initiation of the cornering, the roll rate measured values are added up and the count variable n is incremented.
Zu
einem Zeitpunkt t2 befindet sich das Fahrzeug
Das
Wankwinkelmodul
Beim
Ausführungsbeispiel
ist das charakteristische Maß
Nun
wäre es
prinzipiell möglich,
dass das Wankwinkelmodul
Beispielsweise prüft
das Wankwinkelmodul
For example, the roll angle module checks
Wenn
eine ausreichende Zahl von Werten für das charakteristische Maß
Prinzipiell
ist es auch möglich,
dass das Wankwinkelmodul
Weiterhin
ist es möglich,
dass das Wankwinkelmodul
Das
Wankwinkelmodul
Wenn
der Wankwinkelwert ψx,mess beispielsweise eine erste oder eine
zweite Grenze SW10, SW11 überschritten
hat:
Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass das Wankwinkelmodul
Es
versteht sich, dass auch zusätzliche
Messwerte, sofern sie vorhanden sind, vom Wankwinkelmodul
Die
entsprechenden Eingriffsstrategien, die durch die Parametersätze
Nach
einer vorbestimmten Haltephase, beispielsweise nach Abstellen des
Motors
Das
Wankwinkelmodul
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
|
8120 | Willingness to grant licenses paragraph 23 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |